氮化物半导体发光元件及氮化物半导体发光元件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种氮化物半导体发光元件及氮化物半导体发光元件的制造方法，氮化物半导体发光元件（100）在氮化物半导体活性层（107）上依次包括：第一p型氮化物半导体层（108）、第二p型氮化物半导体层（109）、第三p型氮化物半导体层（110），第一p型氮化物半导体层（108）及第二p型氮化物半导体层（109）分别含有Al，第一p型氮化物半导体层（108）的平均Al组分与第二p型氮化物半导体层（109）的平均Al组分相同，第三p型氮化物半导体层（110）的带隙小于第二p型氮化物半导体层（109）的带隙，第二p型氮化物半导体层（109）的p型杂质浓度及第三p型氮化物半导体层（110）的p型杂质浓度分别低于第一p型氮化物半导体层（108）的p型杂质浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
使用AlGaInN类的氮化物半导体制作的氮化物半导体发光元件能够高效地发出蓝色等短波长的光，因此，通过将其与荧光体组合，能够得到发出白色光的发光装置。作为发出白色光的发光装置，因为能够得到超过荧光灯发光效率的发光装置，所以认为这样的发光装置是今后照明的主打产品。另一方面，对于使用这样的氮化物半导体发光元件而发出白色光的发光装置，期 待进一步改善发光效率，并且期待由此产生的节能化的发展。由于氮化物半导体发光元件的发光原理为空穴与电子的复合，所以恰当地制作P型氮化物半导体层及η型氮化物半导体层是非常重要的。然而，在氮化物半导体发光元件的制造过程中，存在各种热处理工序会扰乱掺杂于P型氮化物半导体层中的Mg等P型杂质的分布。第一，是形成P型氮化物半导体层的外延生长工序本身，该工序一般在超过IOOO0C的高温下进行。另外，第二，是用来促进P型氮化物半导体层的P型化的退火工序。而且，第三，是热处理工序，该热处理工序用来改善电极形成后电极与氮化物半导体的接触性及电极自身的特性。由于这些热处理工序的加热过程，在P型氮化物半导体层的外延生长中P型杂质的掺杂量与通过掺杂该P型杂质而得到的P型氮化物半导体层的掺杂分布之间存在差异。为了解决上述这样的问题并提高氮化物半导体发光元件的特性而进行了各种技术开发。例如，在专利文献I (日本特开2009-130097号公报)中公开了在活性区域上层积掺杂Mg的P型Alai5Gaa85N外延层与掺杂Mg的ρ型GaN层形的层积结构的技术。另外，例如在专利文献2 (日本特开2000-164922号公报)中公开了提高ρ型接触层与正电极相接的最外表面部分的Mg杂质浓度并且提高与正电极的接触性的技术。而且，在专利文献3 (日本特开2001-148507号公报)中公开了将活性层上的P型氮化物半导体层形成为依次层积中浓度掺杂P型杂质的P型包覆层、低浓度掺杂P型杂质的P型低浓度掺杂层、高浓度掺杂P型杂质的P型接触层三层结构的技术。在专利文献3的第七实施例中公开有如下技术作为中浓度掺杂的P型层，形成由掺杂5 X IO1Vcm3的Mg的P型Alai6Gaa84N形成的ρ型包覆层，作为低浓度掺杂的P型层，形成由无掺杂的GaN形成的低浓度掺杂层,作为高浓度掺杂的ρ型层,形成掺杂I X IO2Vcm3的Mg的高浓度掺杂层。专利文献I :(日本)特开2009-130097号公报专利文献2 :(日本)特开2000-164922号公报专利文献3 :(日本)特开2001-148507号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，由于近年来对环境问题的意识的提高，要求进一步提高氮化物半导体发光元件的特性。本专利技术是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种特性良好的。用于解决技术问题的技术手段本专利技术提供一种氮化物半导体发光元件，具有n型氮化物半导体层、设置于η型氮化物半导体层上的氮化物半导体活性层、设置于氮化物半导体活性层上的P型氮化物半导体层，P型氮化物半导体层从氮化物半导体活性层侧依次包括第一 P型氮化物半导体层、 第二 P型氮化物半导体层、第三P型氮化物半导体层，第一 P型氮化物半导体层及第二 P型氮化物半导体层分别含有Al (铝)，第一 P型氮化物半导体层的平均Al组分与第二 P型氮化物半导体层的平均Al组分相同，第三ρ型氮化物半导体层的带隙小于第二ρ型氮化物半导体层的带隙，第二 P型氮化物半导体层的P型杂质浓度及第三P型氮化物半导体层的P型杂质浓度分别低于第一 P型氮化物半导体层的P型杂质浓度。在此，在本专利技术的氮化物半导体发光元件中，优选的是，P型氮化物半导体层在第三P型氮化物半导体层的与设置氮化物半导体活性层一侧相反的一侧还具有第四P型氮化物半导体层，第四P型氮化物半导体层的带隙小于第二 P型氮化物半导体层的带隙，第四P型氮化物半导体层的P型杂质浓度高于第三P型氮化物半导体层的P型杂质浓度。另外，在本专利技术的氮化物半导体发光元件中，优选的是，氮化物半导体活性层具有多重量子阱结构，该多重量子阱结构包括多个氮化物半导体量子阱层和多个氮化物半导体势垒层，多个氮化物半导体势垒层中的、除了与P型氮化物半导体层相接的氮化物半导体势垒层以外的氮化物半导体势垒层都含有η型杂质。另外，在本专利技术的氮化物半导体发光元件中，优选的是，η型氮化物半导体层包括η型氮化物半导体接触层和η型氮化物半导体超晶格层，η型氮化物半导体超晶格层位于η型氮化物半导体接触层与氮化物半导体活性层之间，η型氮化物半导体超晶格层的平均η型杂质浓度为lX1018/cm3以上。而且，本专利技术提供一种氮化物半导体发光元件的制造方法，包括在η型氮化物半导体层上使氮化物半导体活性层进行气相生长的工序、在氮化物半导体活性层上使第一 P型氮化物半导体层进行气相生长的工序、在第一 P型氮化物半导体层上使平均Al组分与第一P型氮化物半导体层相同的第二 P型氮化物半导体层进行气相生长的工序、在第二 P型氮化物半导体层上使平均Al组分小于第一 P型氮化物半导体层的第三P型氮化物半导体层进行气相生长的工序，第二 P型氮化物半导体层及第三P型氮化物半导体层分别掺杂有比第一 P型氮化物半导体层的浓度低的P型杂质。在此，在本专利技术的氮化物半导体发光元件的制造方法中，优选的是，在使第二 ρ型氮化物半导体层进行气相生长的工序之后且在使第三P型氮化物半导体层进行气相生长的工序之前中断气相生长。而且，在本专利技术的氮化物半导体发光元件的制造方法中，优选的是，在中断气相生长时使气相压力发生变化。另外，本专利技术的氮化物半导体发光元件的制造方法优选的是，在使第三ρ型氮化物半导体层进行气相生长的工序之后，还包括在第三P型氮化物半导体层上使第四氮化物半导体层进行气相生长的工序，该第四氮化物半导体层的P型杂质掺杂浓度高于第三P型氮化物半导体层。另外，本专利技术的氮化物半导体发光元件优选的是，在氮化物半导体活性层与第一 ρ型氮化物半导体层之间还包括含有Al的氮化物半导体层。专利技术效果 根据本专利技术，能够提供一种特性良好的。附图说明图I是实施方式的氮化物半导体发光元件的示意剖视图；图2是实施方式的氮化物半导体发光元件的示意俯视图；图3是表示实施例及比较例的氮化物半导体发光二极管元件的原子浓度分布的图；图4是第四实施例的氮化物半导体发光二极管元件的示意剖视图；图5是第四实施例的氮化物半导体发光二极管元件的示意俯视图；图6是表示第四实施例的氮化物半导体发光二极管元件、通过与第一实施例相同的制造方法制作的氮化物半导体发光二极管元件的原子浓度分布的图。具体实施例方式以下，说明本专利技术的实施方式。在本专利技术的附图中，相同的附图标记表示相同的部分或相当的部分。图I表示本实施方式的氮化物半导体发光元件的示意剖视图。如图I所示，在本实施方式的氮化物半导体发光元件100中，在表面进行有凹凸加工的蓝宝石基板101上依次层积由AlN形成的氮化物半导体缓冲层102、由无掺杂GaN形成的氮化物半导体中间层103、由η型GaN形成的η型氮化物半导体基底层104。在本说明书中，将蓝宝石基板101、氮化物半导体缓冲层102、氮化物半导体中间层103及η型氮化物半导体基底层104的层积体作为模板基板。另外，除了模板基板以外，例如也可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：笔田麻佑子，山田英司，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：
国别省市：